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先進民間速度違反取締システム（ACSES）は、アルストムが開発したポジティブ・トレイン・コントロール・キャブ・シグナリング・システムである。[ 1 ]このシステムは、列車同士の衝突を防ぎ、速度超過から保護し、一時的な速度制限で作業員を保護するために設計されている。恒久的および一時的な速度制限に関する情報は、線路に敷設されたトランスポンダー（バリス）、コード化された軌道回路、およびデジタル無線によって列車に送信される。[ 1 ]このシステムは、2000年からワシントンとボストン間のアムトラックの北東回廊（MTA管轄区域を除く）全体に導入され、2015年12月から本格的に稼働している。[ 2 ]これは、このシステムによって防げたはずの2015年のフィラデルフィア列車脱線事故から数か月後のことである。[ 2 ]
一般的なシステム設計
ACSESは、鉄道列車に「民間」速度制限（路線の物理的特性に基づく制限）を確実に適用する機能を提供します。車載コンポーネントは列車の位置を追跡し、今後の速度制限に対する最大安全ブレーキ曲線を継続的に計算します。列車が安全ブレーキ曲線を超過すると、自動的にブレーキがかかります。
恒久的な速度制限に関するデータや、恒久的な線路・軌道構成に関するその他の情報は、軌道に設置されたトランスポンダーからチャンク単位で取得され、車上データベースに保存されます。一時的な速度制限に関する情報は、走行中の列車に無線データシステムを介して提供されます。車上装置は、固定位置参照としても機能するトランスポンダー間の車輪の回転数をカウントすることで列車の位置を追跡します。列車の乗務員が速度制限を超えた場合、既存の自動列車制御システム（ATC） と同様に、ペナルティブレーキが作動し、列車は完全に停止します[ 3 ]。
信号システムに必要な速度制限は、 1930年代から様々な鉄道で運用されてきた従来のパルスコード式車内信号システムによって提供されています。車内信号コードはACSES車内表示装置に入力され、2つの速度制限のうち、より制限の厳しい方の速度が適用されます。車載ACSESユニットは下位互換性があり、ACSESオーバーレイがなく車内信号のみが存在する場合や、車内信号がなくACSESが利用可能な状況でも機能します。[ 3 ] : 353
ACSESは、絶対停止表示が表示されている信号機でも強制停止を強制します。トランスポンダー情報により、列車は絶対信号機に接近した時点を把握し、運転席の信号表示とローカルデータ無線から提供される情報に基づいて強制停止が必要かどうかを判断します。このシステムは、絶対停止信号機から最大1000フィート（約300メートル）まで広がる「強制停止ゾーン」内のどこかで列車を停止するように調整されています。停止信号機を通過する場合、またはより好ましい信号表示がない場合に列車を移動させるには、機関士がブレーキを解除する前に停止解除ボタンを押さなければなりません。[ 3 ] : 351
ACSESシステムにはいくつかの制限があり、また様々な緊急時対応策があるため、従業員はすべての恒久的および一時的な速度制限について理解しておく必要があります。ACSESは、従業員の知識とスキルを置き換えるのではなく、補完することを目的としています。[ 3 ]：355
連続運転台信号とACSESの組み合わせは、衝突防止、すべての速度制限の施行、保守要員による線路占有の施行を提供することで、積極的列車制御（PTC）システムの定義を満たしています。[ 4 ]
車載機器
車上装置は、路線特性データベースを保存するコンピュータ、列車位置を追跡するための距離測定サブシステム、軌道上バリース用のアンテナサブシステム、および沿線システムとの通信用のデータ無線サブシステムで構成されています。運転席には、列車のACSES目標速度、運転席信号速度、その他の有用な運行情報を表示する統合ディスプレイが設置されています。
機関車と地上システム間で送受信されるメッセージは、高度列車制御システム(ATCS) でエンコードされたメッセージ フレームで構成されます。
フィールド機器
このシステムは、線路間に設置されたパッシブトランスポンダーから始まります。機関車が通過すると、トランスポンダーは電磁場によって電力を供給されます。トランスポンダーは、識別情報やその他の関連情報を車載アンテナを介して無線でデジタル送信し、機関車が特定のウェイポイントに到達した正確な時刻を把握できるようにします。この位置情報は、車載システムが速度制限と線路特性のデータベースを参照し、リアルタイムのブレーキカーブを計算する際に利用されます。
機関車が線路を進むと、車載システムはその領域内の沿線 BCM (Base Communications Manager) と無線で通信し、線路の次の 3 つ以上の領域に対する一時的な速度制限を要求します。これにより、機関車のデータベースは、列車ディスパッチャによって発行される可能性のある一時的な制限で常に最新の状態に保たれます。沿線通信マネージャ (WCM) (またはパケット スイッチ) は、領域内のすべての BCM をバックホール ネットワークにリンクします。これにより、BCM は TCP/IP を介してディスパッチャのオフィスおよび関連する制御システムと通信できます。この設計により、機関車は速度制限が有効になるとすぐに、列車乗務員との音声通信に頼ることなく、速度制限に関する情報を得ることができます。
連動装置に設置された追加の BCM (データ無線) は、絶対停止信号表示や、連動装置を通過する列車の経路に関係する速度制限に関する情報を送信します。このようにして取得された速度情報は、運転室信号システムから提供される速度情報を補足するために ACSES 速度表示器に表示されます。[ 3 ] : 350 列車が確実に停止した後、線路の状態が許せばデータ無線は列車を停止から解除する情報も送信します。[ 3 ] : 352 線路占有状況、スイッチの位置、信号表示、その他多数の重要な入力に関する情報は、Safetran VIU-ACSES (右の写真を参照) などの沿線エンコーダによって蓄積され、その後 BCM に送られて機関車に送信されます。
ACSESシステムは、無線ネットワークの代替またはバックアップとして、一時的な固定式トランスポンダーを使用して一時的な速度制限を実施することもできます。1つのトランスポンダーは、制限開始点から安全なブレーキ距離に設置して速度制限を作動させ、2つ目のトランスポンダーは制限終了点に設置して速度制限を解除します。[ 3 ] : 357
オフィス機器
運行管理や制御を行うオフィスでは、すべての機関車との現在の通信状態を視覚的に表示するシステムが用意されており、また、各機関車が現在線路沿いのどこに位置しているかを 大まかに把握できるようになっています。
線路の区間で保守作業が必要になった場合、作業員を派遣する前、または作業員に作業開始の許可を与える前に、オフィスのコンピュータシステムに一時速度制限（TSR）が設定されます。一連の検証と手続きを経て、TSRはACSESオフィスシステムに送信されます。
機関車が特定の地域の TSR のクエリを発行すると、WCM は TCP/IP 経由でオフィス システムに情報の要求を伝え、応答が機関車に返されて、制限事項に基づいてローカル データベースが更新されます。
冗長性
ACSESシステム全体には複数の冗長コンポーネントが組み込まれており、サブシステムの1つに障害が発生した場合、自動的に別のサブシステムに切り替わります。例えば、停電や落雷などによりWCMが機能しなくなった場合、スタンバイWCMがBCMとオフィスシステム間の通信を引き継ぎます。
機関車の無線は複数のBCMで受信できるため、WCMは機関車の無線を受信している各BCMの指示RF信号強度を調べ、機関車への最も強力な通信経路を特定します。WCMは機関車への通信経路の候補を3つ記録しており、オフィスから機関車への通信が必要な場合は常に最も強力な経路が選択されます。
機関車が地域間を移動すると、 BCMによって無線信号強度が記録され、その変化がWCMに伝達されます。機関車の通信範囲外となったBCMは、WCM内の通信経路から削除され、通信範囲内に入ってきたBCMが優先されます。このようにして、WCMは常に各機関車の位置と、機関車との通信に最適な通信経路を把握しています。これらの情報はオフィスにも伝達され、オフィスシステムで活用されます。
すべての冗長スタンバイシステムが失われた場合（広域停電や中央局との通信障害などにより発生する可能性がある）、システムは機関士に一時的な速度制限を実施する能力を失ったことを通知しますが、車載データベースにロードされた恒久的な制限は引き続き実施されます。[ 3 ]：350
最後に、車内信号は、無線伝送ではなくレールを介して連続的なコードストリームを送信する完全に独立したシステムとみなされます。ACSESオーバーレイの故障は車内信号システムに影響を与えず、さらに車内信号故障もACSESシステムに影響を与えません。車内信号がない場合、ACSESは絶対信号での強制停止、すべての恒久的および一時的な速度制限、そして「次の連動装置へクリア」と表示されていない固定路側信号領域のない車内信号入口の信号での強制停止を継続します。[ 3 ]：354
フェイルセーフ操作
機関車が一時的な速度制限情報を自動的に取得できない場合、恒久的な速度制限が継続して適用されます。車上ACSESシステムが完全に故障した場合、機関士は民間速度制限を適用せずに運転室信号システムの使用に切り替えることができます。いずれの場合も、列車指令員の許可を得る必要があり、追加の最高速度制限が適用されます。[ 3 ] : 353
データ無線（BCM）が設置されていない、または機能していないインターロック装置では、列車は運転室信号システムを介して強制停止が必要かどうかを判断します。ディスパッチャーからの許可を得て停止信号を通過する必要がある場合は、ACSES（列車制御システム）が停止解除ボタンの使用後、インターロック装置の範囲内で列車の速度を時速15マイル（24 km/h）に制限します。[ 3 ] : 352
参照
参考文献
- ^ a b「Advanced Civil Speed Enforcement System (ACSES)」 AlstomSignalingSolutions.com . Alstom. 2003年. 2017年1月3日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2016年12月20日閲覧。
- ^ a b Vantuono, William C. (2015年12月22日). 「ACSESがNECで完全運用」 2018年11月7日時点のオリジナルよりアーカイブ。
- ^ a b c d e f g h i j k「北東部地域」アムトラック従業員時刻表3 . 2010年1月18日。
- ^ 「通信ベースシグナリング（CBS）システムの推奨機能要件」 AREMA.org 2009年。 2009年9月20日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2022年6月26日閲覧。
